不同湍流模型对环形射流泵流场模拟的影响 被引量：2

1

作者 向伟宁 陈云良 +1 位作者 熊顺 张艳 《郑州大学学报（工学版）》 CAS 北大核心 2025年第1期113-118,125,共7页

为准确反映环形射流泵吸入室内流体剧烈的动量交换对流场的影响,将RNG k-ε(RNG)、Realizable k-ε(RKE)、RSM、Standard k-ω(SKW)、SST k-ω(SST)这5种湍流模型和3种壁面处理方法进行组合对比计算,并开展水力实验进行验证。结果表明:... 为准确反映环形射流泵吸入室内流体剧烈的动量交换对流场的影响,将RNG k-ε(RNG)、Realizable k-ε(RKE)、RSM、Standard k-ω(SKW)、SST k-ω(SST)这5种湍流模型和3种壁面处理方法进行组合对比计算,并开展水力实验进行验证。结果表明:不同壁面函数对环形射流泵性能和壁面压力系数的计算影响很小;相较于RNG、SKW、SST,RKE模型或RSM模型结合可扩展壁面函数(ScWF)的计算结果与实测更吻合。对比模拟流场发现:低流量比工况下不同湍流模型性能预测结果与模拟的回流区分布范围相关,模拟出来的回流区范围越大,预测的环形射流泵性能越低。基于熵产理论分析认为,环形射流泵的能量损失主要源于分布在壁面和混合剪切层的湍动熵产,高流量比工况下RSM模型计算得到的湍动熵产率偏高,是其预测性能低于RKE模型的主要原因。 展开更多

关键词 环形射流泵 湍流模型 性能 回流区 熵产理论

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环形射流泵排泥效果及结构优化数值模拟

2

作者 周阳 钟圣杰 +1 位作者 周秉乾 陈诺言 《人民长江》 北大核心 2025年第6期153-161,共9页

为探究影响射流泵工作性能的主要参数,提升其排泥能力,基于VOF模型和Realizable k-ε模型,选取剪切稀化的非牛顿流体模拟泥沙相,应用STARCCM+软件对环形射流泵的内部流场进行了数值模拟。结果表明:增大面积比能有效提升射流泵的排泥能力... 为探究影响射流泵工作性能的主要参数,提升其排泥能力,基于VOF模型和Realizable k-ε模型,选取剪切稀化的非牛顿流体模拟泥沙相,应用STARCCM+软件对环形射流泵的内部流场进行了数值模拟。结果表明:增大面积比能有效提升射流泵的排泥能力,改变喷嘴安装角会影响射流泵的能量损失从而影响其排泥能力;具体到模型实例中,面积比为12.15时射流泵的最佳喷嘴安装角为32°,面积比为25.00时最佳喷嘴安装角为28°。模拟结果可为大型射流式挖沟机的抽吸系统参数设计提供参考。 展开更多

关键词 环形射流泵 优化设计 喷嘴安装角 STARCCM+ 面积比 回流区

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吸入室角度对环形射流泵空化性能的影响 被引量：9

3

作者 肖龙洲 龙新平 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期123-129,共7页

利用数值模拟的方法研究环形射流泵(AJP)内的空化发展规律,比较分析不同吸入室角度对环形射流泵空化性能的影响,得到如下结论.1)Realizable k-ε湍流模型结合mixture多相流模型及Schnerr-Sauer空化模型可以较好地模拟环形射流泵内的空... 利用数值模拟的方法研究环形射流泵(AJP)内的空化发展规律,比较分析不同吸入室角度对环形射流泵空化性能的影响,得到如下结论.1)Realizable k-ε湍流模型结合mixture多相流模型及Schnerr-Sauer空化模型可以较好地模拟环形射流泵内的空化现象.2)随着环形射流泵出口压力的降低,喉管入口壁面处的空化区域会向喉管内延伸,引发的低压区会不断地向轴心线扩展.当低压区扩展到轴心线时,喉管内空化区剧烈发展,环形射流泵进入极限工况.3)当空化数大于极限空化数时,环形射流泵效率不受空化的影响;当空化数降低至极限空化数时,环形射流泵的效率陡降,空化数保持恒定不再降低,对应的值是极限空化数.4)吸入室角度越小,各个流量比对应的极限空化数越小,泵的空化性能越好.较小的吸入室角度使得环形射流泵更易诱发回流中心及剪切层空化云的产生. 展开更多

关键词 环形射流泵(ajp) 空化 极限工况 极限空化数 初生空化数

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喉管长度对环形射流泵性能影响的数值模拟 被引量：29

4

作者 龙新平 鄢恒飞 +1 位作者 张松艳 姚鑫 《排灌机械工程学报》 EI 2010年第3期198-201,206,共5页

基于有限体积法和Realizablek-ε紊流模型,应用Fluent软件对环形射流泵内部流场进行数值模拟,并对计算的可靠性进行验证.由射流泵内部流场可以看出,环形射流泵射流的扩展混合在喉管和扩散管中均存在.针对不同喉管长度下环形射流泵内部... 基于有限体积法和Realizablek-ε紊流模型,应用Fluent软件对环形射流泵内部流场进行数值模拟,并对计算的可靠性进行验证.由射流泵内部流场可以看出,环形射流泵射流的扩展混合在喉管和扩散管中均存在.针对不同喉管长度下环形射流泵内部射流扩展和壁面压力分布情况,模拟分析了不同喉管长度对环形射流泵性能和效率的影响.结果表明,喉管长度对喉管内射流扩展、环形射流泵性能和效率均有一定影响.喉管越长,射流扩展混合程度越好,但过长的喉管会带来较大的摩阻损失.根据效率最高原则,环形射流泵喉管长度Lt应符合Lt/Dt=2.17-2.89,其中当喉管长度为喉管直径2.69倍时效率最高,可达到35.6%. 展开更多

关键词 射流泵 环形射流泵 喉管 计算流体动力学 Fluent软件

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环形射流泵结构优化设计 被引量：22

5

作者 曾庆龙 龙新平 +1 位作者 肖龙洲 吕桥 《排灌机械工程学报》 EI 北大核心 2014年第2期98-102,共5页

运用DOE和CFD技术,以寻求环形射流泵效率最大时的最佳结构尺寸组合.试验射流泵模型原型取自真实试验,面积比1.75.首先对计算方法的可靠性进行了验证,在试验设计方法指导下,以最高效率为原则安排了多次试验,确定了4个主要因子,即流量比q... 运用DOE和CFD技术,以寻求环形射流泵效率最大时的最佳结构尺寸组合.试验射流泵模型原型取自真实试验,面积比1.75.首先对计算方法的可靠性进行了验证,在试验设计方法指导下,以最高效率为原则安排了多次试验,确定了4个主要因子,即流量比q、吸入室收缩角α、相对喉管长度l t及扩散管扩散角β,分别计算了射流泵在多种结构尺寸组合下的内部流动.借助统计分析软件对试验数据进行处理,确定各结构参数对射流泵性能影响的重要程度,找出最优的结构组合.结果表明该方法取得了很好的效果,试验设计预测最大效率36.3%与CFD模拟结果35.8%非常接近.影响泵性能的主要结构参数中,相对喉管长度比扩散管扩散角、吸入室收缩角更为显著,双因子间的交互作用比因子单独作用更为明显,为环形射流泵进一步优化设计,确定其合理的工作范围提供了依据. 展开更多

关键词 环形射流泵 试验设计 结构优化 CFD 统计分析

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喷嘴位置对新型环形射流泵性能的影响 被引量：10

6

作者 徐茂森 龙新平 +3 位作者 杨雪龙 吴伟 王晓川 王雪颖 《排灌机械工程学报》 EI 北大核心 2014年第7期563-566,582,共5页

运用数值模拟的方法,研究在不同被吸流体速度比下,不同喷嘴位置对采用环形射流喷嘴的新型环形射流泵性能的影响,设计了与传统贴壁环形射流喷嘴不同的夹心式环形射流喷嘴,使得工作流体在离开喷嘴后处于被吸流体的包夹之中.对该新型环形... 运用数值模拟的方法,研究在不同被吸流体速度比下,不同喷嘴位置对采用环形射流喷嘴的新型环形射流泵性能的影响,设计了与传统贴壁环形射流喷嘴不同的夹心式环形射流喷嘴,使得工作流体在离开喷嘴后处于被吸流体的包夹之中.对该新型环形射流泵进行性能预测,并与传统环形射流泵进行对比.数值模拟结果表明：新型环形射流泵效率普遍高于传统环形射流泵效率;对于新型环形射流泵,工作喷嘴位置距离壁面8 mm为最优;对于工作喷嘴距离壁面分别为4,6 mm的新型环形射流泵,在流量比为0.4~0.8的范围内,最佳速度比为1/1,而对于工作喷嘴距离壁面8 mm的新型环形射流泵,在流量比为0.4~0.8的范围内,最佳速度比为3/1. 展开更多

关键词 环形射流泵 数值模拟 喷嘴 结构优化

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改进型环形射流泵输送不同果蔬试验 被引量：6

7

作者 龙新平 邹佳林 +3 位作者 徐茂森 左丹 龙云 王炯 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期36-42,共7页

为了研究果蔬的形状、大小和密度对环形射流泵输送性能的影响,该文采用喉管直径为60 mm的环形射流泵进行了马铃薯、胡萝卜、圣女果和金桔的输送试验,对入口结构、流量比、输送高度和果蔬种类4个因素对输送性能的影响进行了研究,并分析... 为了研究果蔬的形状、大小和密度对环形射流泵输送性能的影响,该文采用喉管直径为60 mm的环形射流泵进行了马铃薯、胡萝卜、圣女果和金桔的输送试验,对入口结构、流量比、输送高度和果蔬种类4个因素对输送性能的影响进行了研究,并分析了不同工况对果蔬损伤的影响。结果表明:吸入口结构对输送性能有很大的影响;该环形射流泵输送马铃薯、胡萝卜、圣女果和金桔的最高输送能力分别为3 038.13、2 158.83、2 302.92和1 949.50 kg/h;在相同的面积比和输送高度下,输送能力随工作流体流量的增加而增大;在相同的面积比和工作流体流量下,输送能力随输送高度的升高而降低;在相同的工况下,输送椭球形的果蔬的能力要优于输送长条形果蔬的能力,输送密度较大的果蔬的能力要优于输送密度较小的果蔬的能力。输送单位质量果蔬的能耗在低流量比时变化不明显,在高流量比时有较大提升。马铃薯和胡萝卜在输送过程中损伤很小,损伤原因是与管道或泵内壁或者管道接口处碰撞,马铃薯和胡萝卜的最大质量损失率分别为0.13%和0.21%,最大表面损失率为0.68%和1.20%,圣女果和金桔在所有工况没有损伤。该研究可为今后环形射流泵输送果蔬的深入研究提供参考。 展开更多

关键词 泵 农作物 试验 环形射流泵 果蔬输送 输送性能 损伤

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环形射流泵空化特性的试验研究 被引量：4

8

作者 刘晖霞 廖振方 刘宁 《石油机械》 北大核心 2007年第7期1-3,78,共4页

在简要介绍环形射流泵工作原理的基础上,定义了环形射流泵试验常用的一些技术参数;通过试验所得到的试验数据及引入相关的技术参数绘制了环形射流泵的特性曲线。根据环形射流泵的特性曲线,论述了临界空化数σc、收敛角α、吸入头的面积A... 在简要介绍环形射流泵工作原理的基础上,定义了环形射流泵试验常用的一些技术参数;通过试验所得到的试验数据及引入相关的技术参数绘制了环形射流泵的特性曲线。根据环形射流泵的特性曲线,论述了临界空化数σc、收敛角α、吸入头的面积A1、喉管长径比L2/D2和射流涡旋强度J对环形射流泵空化性能的影响;通过分析这些影响,得到了一些有用的结论和公式,从而提出改善环形射流泵空化特性的一些建议,为高效环形射流泵的设计提供了理论依据。 展开更多

关键词 环形射流泵 空化特性 临界空化数 试验研究

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环形水气自激振荡射流泵提高传能效率分析与计算 被引量：3

9

作者 邓晓刚 曹柳 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2018年第3期396-401,共6页

提出环形自激振荡水射流概念,使用Realizable k-ε湍流模型对环形射流泵和环形自激振荡射流泵内部流动进行了仿真计算,结果表明:环形自激振荡射流泵提高了10%左右的吸气量;对两种射流泵内部流场进行了稳态计算,分析了面积比与吸气量之... 提出环形自激振荡水射流概念,使用Realizable k-ε湍流模型对环形射流泵和环形自激振荡射流泵内部流动进行了仿真计算,结果表明:环形自激振荡射流泵提高了10%左右的吸气量;对两种射流泵内部流场进行了稳态计算,分析了面积比与吸气量之间的关系;通过瞬态计算阐述了下喷嘴处水气相间不稳定边界层的周期性运动发展过程。根据稳态和瞬态的模拟计算结果,总结出环形自激振荡射流提高对气体的卷吸效果的原因。这为提高射流泵传能效率,研制新型环形自激振荡水气射流泵奠定了理论和应用基础。 展开更多

关键词 计算流体力学 环形射流泵 自激振荡 k-ε湍流模型

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螺旋流对环形射流泵性能影响的数值模拟 被引量：1

10

作者 董景明 杜贞钰 +1 位作者 陈晨 徐国立 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2023年第4期530-537,共8页

为了提高环形射流泵的输送效率,本文提出了一种利用导叶结构形成螺旋流的螺旋流环形射流泵。利用数值模拟的方法研究不同工作压力下的螺旋流环形射流泵和原型泵的速度、压力和湍动能分布计算结果,来分析螺旋流对环形射流泵的性能影响。... 为了提高环形射流泵的输送效率,本文提出了一种利用导叶结构形成螺旋流的螺旋流环形射流泵。利用数值模拟的方法研究不同工作压力下的螺旋流环形射流泵和原型泵的速度、压力和湍动能分布计算结果,来分析螺旋流对环形射流泵的性能影响。数值模拟结果表明:在工作压力为130 kPa时,螺旋流使环形射流泵的流量比增加了43.1%,压力比降低了22.8%。螺旋流降低了环形射流泵喉管内的静压,更容易引起空化。螺旋流使得环形射流泵的效率在工作压力低于160 kPa时大于原型泵。螺旋流环形射流泵内具有更大的湍动能分布区域。随着工作压力升高,两种结构的环形射流泵湍动能分布差别减小。导叶阻力对螺旋流环形射流泵的效率有着重要的影响。 展开更多

关键词 环形射流泵 螺旋流 数值模拟 压力 速度 湍动能

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环形自激振荡射流泵内部流动特性的数值模拟 被引量：5

11

作者 高全杰 李海洋 +1 位作者 汪朝晖 杨宵 《机械设计与制造》 北大核心 2017年第7期103-106,共4页

将环形射流泵和自激振荡射流的优势相结合提出了一种新型射流泵,通过数值模拟的方法研究了不同流量比工况下新型射流泵的性能和效率以及流场内部流动参数的规律变化。结果表明:不同的工况条件对新型射流泵的性能有着较大的影响,最大泵... 将环形射流泵和自激振荡射流的优势相结合提出了一种新型射流泵,通过数值模拟的方法研究了不同流量比工况下新型射流泵的性能和效率以及流场内部流动参数的规律变化。结果表明:不同的工况条件对新型射流泵的性能有着较大的影响,最大泵效相比于传统射流泵增大了2%左右,确定了较优工况条件为0.48≤q≤0.7;随着被吸流量的增大,流场中压力系数逐渐降低,压降增大的同时也造成了部分能量损失;两股射流在自激振荡腔室入口处的混合区范围有着明显变化,各截面动量修正系数逐渐趋于稳定,在出水管处射流基本混合均匀。 展开更多

关键词 环形射流泵 自激振荡 数值模拟 内部流动

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不同吸入角度环形射流泵回流区域研究 被引量：8

12

作者 肖龙洲 蔡标华 胡洋 《流体机械》 CSCD 北大核心 2020年第2期48-52,共5页

环形射流泵被吸流体流道相对通畅,但当流量比降低至临界流量比时,吸入室内会形成回流区域,该区域甚至会扩展至喉管内,对泵的性能及内部流动状态产生较大影响。本文通过数值仿真的方法,主要研究吸入角对回流的位置、尺寸及形成过程。随... 环形射流泵被吸流体流道相对通畅,但当流量比降低至临界流量比时,吸入室内会形成回流区域,该区域甚至会扩展至喉管内,对泵的性能及内部流动状态产生较大影响。本文通过数值仿真的方法,主要研究吸入角对回流的位置、尺寸及形成过程。随着流量比增加,回流尺寸不断减小,分离点不断远离喷嘴出口而再附点的位置几乎没有变化。当流量比增加至临界流量比时,回流会消失。通过对不同吸入角度回流区域发展过程进行比较发现,吸入室对回流存在限制和挤压的作用,进而导致临界流量比的变化。当吸入角度处于18°至25°之间时,吸入室对回流区域的抑制作用达到最佳,临界流量比达到最小。此时继续增大吸入角至30°,并不能有效的抑制回流的形成,反而会使回流扩展至喉管。 展开更多

关键词 环形射流泵 回流 射流 吸入角度

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喷管结构对环形射流泵流场的影响 被引量：1

13

作者 熊顺 陈云良 +1 位作者 向伟宁 徐永 《中国农村水利水电》 北大核心 2023年第10期121-128,共8页

为探究喷管结构对环形射流泵流场的影响,对喷管直角转弯与弧形转弯两种条件下的环形射流泵进行了数值模拟研究,对环形喷嘴出口直段开展计算分析。结果表明:喷管直角转弯时流场在喷嘴、喉管和扩散管环周分布不均,喷管弧形转弯时环形喷嘴... 为探究喷管结构对环形射流泵流场的影响,对喷管直角转弯与弧形转弯两种条件下的环形射流泵进行了数值模拟研究,对环形喷嘴出口直段开展计算分析。结果表明:喷管直角转弯时流场在喷嘴、喉管和扩散管环周分布不均,喷管弧形转弯时环形喷嘴形成均匀射流,有利于工作液与被吸液的均匀、对称混合及传能,各流量比工况下压力比及效率均有所提升。环形喷嘴出口设置(0.5~1)倍出口宽度的直段可改善环形射流泵的性能,在中低流量比时效率最高可提升1%;同时,直段有助于平稳喷嘴出口的压力,减小喉管入口附近回流区的范围和压降的幅度。研究成果可为环形射流泵全域流场分析、喷管结构设计提供依据和支撑。 展开更多

关键词 环形射流泵喷嘴 数值模拟 直段长度 压力 效率

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中心喉嘴距对复合射流泵性能影响的数值模拟 被引量：7

14

作者 赵阳 陈云良 +2 位作者 王晓东 王波 徐永 《水利水电技术》 北大核心 2019年第9期120-126,共7页

基于射流传能分析理论,提出将中心射流和环形射流相结合的复合射流泵技术.为了确定较为合理的中心喉嘴距范围,通过紊流数值模拟方法研究了复合射流泵合适的中心喉嘴距范围及水力结构特征.对比分析了不同中心喉嘴距对复合射流泵流场及性... 基于射流传能分析理论,提出将中心射流和环形射流相结合的复合射流泵技术.为了确定较为合理的中心喉嘴距范围,通过紊流数值模拟方法研究了复合射流泵合适的中心喉嘴距范围及水力结构特征.对比分析了不同中心喉嘴距对复合射流泵流场及性能的影响.结果表明:(1)当中心喉嘴距较小时,喉管进口前存在限制流道的节流现象,易影响射流传能效果;(2)当中心喉嘴距较大时,在吸入室前端由于中心工作液与被吸液流速差较大,会产生较大的剪切损失,且喉管后端中心工作液对被吸液的提携能力低于环形工作液,导致整体传能效率偏低;(3)当中心喷嘴出口在吸入室中部附近时,整体传能效果较佳.研究确定较佳的中心喉嘴距范围为0.2~0.8倍的环形喉嘴距,其高效率区较宽广.研究成果可为复合射流泵的实际应用提供科学依据. 展开更多

关键词 复合射流泵 中心喉嘴距 环形喉嘴距 数值模拟

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